Đặc điểm của tế bào theo cơ chế apoptosis được đo bằng lưu lượng tế bào học

Wiley - Tập 13 Số 8 - Trang 795-808 - 1992
Zbigniew Darżynkiewicz1, Silvia Bruno1, G. Del Bino1, Wojciech Gorczyca1, Michel A. Hotz1, Piotr Lassota1, Frank Traganos1
1The Cancer Research Institute, New York Medical College, Valhalla, New York, 10595

Tóm tắt

Tóm tắtBài tổng quan này mô tả nhiều phương pháp để nhận diện và phân biệt giữa hai cơ chế chết tế bào khác nhau, apoptosis và hoại tử. Đa phần các phương pháp này đã được áp dụng trong các nghiên cứu về apoptosis trong dòng tế bào bạch cầu HL-60 của người bị kích hoạt bởi các chất ức chế DNA topoizomeras I hoặc II, và trong các tế bào tuyến ức của chuột bởi cả chất ức chế topoizomeras hoặc prednisolone. Trong hầu hết các trường hợp, apoptosis chọn lọc đối với tế bào trong pha nhất định của chu kỳ tế bào: chỉ tế bào HL-60 pha S và tế bào tuyến ức G0 bị ảnh hưởng chính. Hoại tử được kích hoạt bởi nồng độ quá cao của những loại thuốc này. Các đặc điểm tế bào sau đây đã được xác định có ích trong việc nhận diện kiểu chết tế bào: (a) Sự kích hoạt endonuclease trong tế bào apoptosis dẫn đến việc chiết xuất DNA có trọng lượng phân tử thấp sau khi tế bào bị thẩm thấu, dẫn đến giảm khả năng nhuộm bằng các fluoroquinone đặc hiệu với DNA. Đo hàm lượng DNA giúp nhận diện tế bào apoptosis và phát hiện được pha đặc hiệu của chu kỳ tế bào liên quan đến tiến trình apoptosis. (b) Tính toàn vẹn màng tế bào, mất trong tế bào hoại tử nhưng không mất trong tế bào apoptosis, đã được thăm dò bằng cách loại trừ iodua propidium (PI). Sự kết hợp giữa PI và Hoechst 33342 tỏ ra là một đầu dò tuyệt vời để phân biệt các tế bào sống, hoại tử, apoptosis sớm và muộn. (c) Điện thế xuyên màng ty thể, đo thông qua khả năng giữ rhodamine 123 được giữ nguyên trong tế bào apoptosis nhưng không trong tế bào hoại tử. (d) Bơm proton lysosome phụ thuộc vào ATP, thử nghiệm thông qua khả năng hút acridine orange (AO) trong môi trường sống, cũng được giữ nguyên trong tế bào apoptosis nhưng không trong tế bào hoại tử. (e) Phân tích bivariate của tế bào được nhuộm DNA và protein tiết lộ giảm đáng kể hàm lượng protein trong tế bào apoptosis, có lẽ do sự kích hoạt của protease nội sinh. Tế bào hoại tử, có màng bị rò, có hàm lượng protein tối thiểu. (f) Nhuộm RNA cho phép phân biệt giữa tế bào G0 và G1 và như vậy có thể chứng minh rằng apoptosis lựa chọn tế bào tuyến ức G0. (g) Sự giảm trong tán xạ ánh sáng phía trước, được đi kèm bởi hoặc không có thay đổi (tế bào HL-60) hoặc tăng (tế bào tuyến ức) của tán xạ góc phải, là những thay đổi sớm trong apoptosis. (h) Độ nhạy của DNA in situ đối với sự suy thoái, tăng trong tế bào apoptosis và tế bào hoại tử. Đặc điểm này, được thăm dò bằng cách nhuộm với AO ở pH thấp, cung cấp một thử nghiệm nhạy cảm và sớm để phân biệt giữa các tế bào sống, tế bào apoptosis và tế bào hoại tử, cũng như để đánh giá đặc điểm pha chu kỳ tế bào của các tiến trình này. (i) Phương pháp chuyển dịch nick in situ sử dụng triphospohonucloside gắn nhãn có thể được sử dụng để tiết lộ đứt gãy sợi DNA, để phát hiện giai đoạn rất sớm của apoptosis. Dữ liệu cho thấy rằng lưu lượng tế bào học có thể được áp dụng trong nghiên cứu cơ bản về cơ chế sinh hóa và phân tử của apoptosis, cũng như trong lâm sàng nơi khả năng theo dõi các dấu hiệu sớm của apoptosis trong các mẫu từ các khối u của bệnh nhân có thể dự đoán kết quả của một số phác đồ điều trị. © 1992 Wiley-Liss, Inc.

Từ khóa

#Apoptosis #necrosis #lưu lượng tế bào học #HL-60 #tế bào tuyến ức #DNA topoizomeras #dấu hiệu sinh hóa #phân biệt tế bào chết #phương pháp phân định tế bào.

Tài liệu tham khảo

10.1016/0014-5793(86)80115-6

Arends MJ, 1990, Apoptosis: The role of endonuclease, Am J Pathol, 136, 593

Ausubel MF, 1992, Short Protocols in Molecular Biology, 3

10.1002/jcp.1041080113

10.1016/0006-2952(91)90683-V

BrunoS Del BinoG LassotaP GiarettiW DarzynkiewiczZ: Inhibitors of proteases prevent endonucleolysis accompanying apoptotic cell death.Leukemia(in press).

Bruno S, 1992, Apoptosis of rat thymocytes by prednisolone, camptothecin or teniposide is selective to G0 cells and is prevented by inhibitors of proteases, Oncology Res, 4, 29

Buttyan R, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Commun. Cell & Mol. Biol., 157

10.1210/mend-2-7-650

10.1210/endo-122-5-2158

10.1007/BF00496774

Darzynkiewicz Z, 1990, Flow Cytometry and Sorting, 315

Darzynkiewicz Z, 1990, Flow Cytometry and Sorting, 291

10.1002/cyto.990080206

10.1073/pnas.78.4.2383

Darzynkiewicz Z, 1990, Flow Cytometry and Sorting, 469

10.1002/cyto.990050411

10.1073/pnas.73.8.2881

Darzynkiewicz Z, 1984, Cell cyclespecific effects of tumor necrosis factor, Cancer Res, 44, 83

Del BinoG BrunoS YiPN DarzynkiewiczZ: Apoptotic cell death triggered by camptothecin or teniposide. The cell cycle specificity and effects of ionizing radiation.Cell Prolif(in press).

DelBino G, 1991, Camptothecin, teniposide or 4'(9‐acridinylamino)‐3‐methane‐sulfon‐m‐anisidide but not mitoxantrone or doxorubicin, induces degradation of nuclear DNA in S phase of HL‐60 cells, Cancer Res, 51, 1165

10.1016/0014-4827(91)90534-2

DelBino G, 1990, Diverse effects of camptothecin, an inhibitor of topoisomerase I on the cell cycle of lymphocytic (L1210, MOLT‐4) and myelogenous (HL‐60, KGl)leukemia cells, Cancer Res, 50, 5746

10.1016/0014-4827(91)90400-O

10.1038/bjc.1991.269

10.1016/0167-4889(92)90048-G

Duke RC, 1991, Apoptosis:The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Commun. Cell & Mol. Biol., 209

10.1016/0092-8674(92)90123-T

10.1002/cyto.990070107

10.3181/00379727-174-41731

Hotz MA, 1992, Cytostatic and cytotoxic effects of fostriecin on human promyelocytic HL‐60 and lymphocytic MOLT‐4 cells, Cancer Res, 52, 1530

10.1016/0014-4827(92)90362-C

10.1073/pnas.77.2.990

Jonker RR, 1992, NATO Advanced Study Institutes Programme. New Developments in Flow Cytometry, 30

Kaufmann SH, 1989, Induction of endonucleolytic DNA cleavage in human acute myelogenous leukemia cells by etoposide, camptothecin, and other cytotoxic anticancer drugs. A cautionary note, Cancer Res, 49, 5870

Kerr JFR, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Commun. Cell & Mot. Biol., 5

10.1002/path.1711050103

Krishan A, 1975, Morphological basis for the cytolytic effect of Vinblastine and Vincristine on cultured human leukemic lymphocytes, Cancer Res, 35, 497

10.1002/cyto.990110309

10.1111/j.1365-2184.1991.tb01150.x

Lockshin RA, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Common. Cell & Mol. Biol., 47

Martin DP, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Common. Cell & Mol. Biol., 247

McConkey DJ, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Common. Cell & Mol. Biol., 227

10.1016/0008-8749(90)90106-2

Pollack A, 1991, Flow Cytometry, 19

Schrek R, Two types of interphase death of lymphocytes exposed to temperatures of 37–45°C, Radiat Res, 82, 162, 10.2307/3575245

Server AC, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Common. Cell & Mol. Biol., 263

10.1002/cyto.990020302

10.1016/0022-1759(91)90396-W

10.1073/pnas.86.5.1643

10.1002/cyto.990130205

10.1111/j.1365-2184.1991.tb01173.x

Tomei LD, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Commun. Cell and Mol. Biol.

TraganosF ArdeltB HalkoN BrunoS DarzynkiewiczZ: Effects of Genistein on the growth and cell cycle progression of normal human lymphocytes and human leukemic MOLT‐4 and HL‐60 cells.Cancer Res(in press).

Tritton TR, 1991, Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Curr. Commun. Cell and Mol. Biol., 121

10.1016/0005-2787(81)90060-5

Waggoner AS, 1990, Flow Cytometry and Sorting, 209

Walker PR, 1991, Topoisomerase II‐reactive chemotherapeutic drugs induce apoptosis in thymocytes, Cancer Res, 52, 1078

Wyllie AH, 1980, International Review of Cytology, 251

10.1002/path.1711420112

10.1016/0022-1759(92)90138-J

10.1016/0003-2697(92)90251-2

OrmerodMG CollinsMKL Rodriguez‐ TarduchyG RobertsonD: Apoptosis in interleukin‐3‐dependent haemopoietic cells.J Immun Meth(in press).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Wiley

Tập 13 Số 8

795-808

Thông tin tác giả